SU1176414A1

SU1176414A1 - Device for automatic change-over to reserve

Info

Publication number: SU1176414A1
Application number: SU843708373A
Authority: SU
Inventors: Григорий Маркович Рубашов; Давид Иосифович Аптекарь; Виталий Евелевич Поюровский; Владимир Исаакович Корогодский; Александр Самойлович Виксман; Григорий Хаимович Левин; Анатолий Васильевич Орлов
Original assignee: Ленинградское Проектно-Экспериментальное Отделение Внии "Проектэлектромонтаж"
Priority date: 1984-03-11
Filing date: 1984-03-11
Publication date: 1985-08-30

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВВОДА РЕЗЕРВА, содержащее два источника питани , два понизительных трансформатора, трансформаторы напр жени и тока на стороне высшего напр жени понизительного трансформатора , две секции шин, вводные выключатели , секционный выключатель, параллельно которому включен нелинейный реактор, соединенный последовательно с бипол рной группой тиристоров с системой управлени , о т ли ч а ю щ е е с тем, что, с целью повьшени быстродействи и надежности, в него введены дополнительно два датчика тока в цепь нелинейного реактора, а вводные выключатели содержат бипол рные группы тиристоров с системами управлени , обеспечивающими однонаправленное протекание мощности от источника к секции шин, кажда из систем управлени содержит две группы пороговых элементов, перва из которых соединена через вентили с фазами трансформатора напр жени , втора группа - с одноименными фазами трансформатора тока, выходы поро (О говых элементов первой группы соеди (Л нены с входами одновибраторов, выходы которых подключены к цеп м пуска генераторов импульсов управлени , тиристорами вводных рыключателей , выходы пороговых элементов второй группы соединены с цеп ми останова генераторов импульсов управлени тиристоров вводных выключателей, система управлени бипол рной группой тиристоров в цепи нелинейного реактора соединена с первым датчиком тока, второй датчик тока соединен с цепью включени секционного выключател .DEVICE FOR AUTOMATIC INPUT OF THE RESERVE containing two power sources, two step-up transformers, voltage transformers and current on the higher voltage side of a step-down transformer, two bus sections, input switches, a section switch, in parallel with which a non-linear reactor connected in series with the bipolar group is connected thyristors with a control system, that is, so that, in order to improve speed and reliability, an additional two current sensors are introduced into it linear reactor, and input switches contain bipolar thyristor groups with control systems providing unidirectional power flow from the source to the busbar section, each of the control systems contains two groups of threshold elements, the first of which are connected to the voltage transformer through the valves, the second group is with the same phases of the current transformer, the outputs of the pore (Ogovyh elements of the first group of connectors (L neny with the inputs of one-vibrators, the outputs of which are connected to the circuits of starting impu sov control, thyristor introductory ryklyuchateley, the outputs of threshold elements of the second group are connected to the chains stop control pulse generators thyristors of input switches, the control system of the bipolar group of thyristors in a nonlinear reactor circuit coupled to the first current sensor, a second current sensor connected to the circuit incorporating section switch.

Description

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к устройствам автоматики в системах гарантированного электроснабжени переменн1м током потребителей, не терп щих пере ,рывов в электроснабжении, например синхронных электродвигателей большой мощности. Цель изобретени - повышение быстродействи и надежности автоматического ввода резерва. На чертеже приведена схема устройс ва. , Устройство содержит два источника питани 1 и 2, два понизительных трансформатора 3 и 4, бипол рные груп пы тиристоров 5 и 6 с, системами упра лени 7 и 8, две секции шин 9 и 10, св занных секционными выключател ми 11. Параллельно секционному выключателю включена цепь, содержаща последовательно включенную бипол рную груп пу тиристоров 12, нелинейный реактор 13 и датчики тока 14 и 15. Бипол рна группа тиристоров 12 св зана с выходом системы управлени 16, вход которой соединен с датчиком тока 14. Выход датчика тока 15 св зан с секционным выключателем 11. К секци м шин 9 и 10 подключены с помощью выключателей. 17 - 19 электродвигатели 20 - 22. Системы управлени 7 и 8 бипол рны ми группами тиристоров 5 и 6 обеспечи . вают однонаправленное протекание мощности от источника к потребителю. Дл этой цели со стороны каждого ввода установлены трансформаторы напр жени 23 и 24 и -трансформаторы тока 25 и 26 Трансформаторы напр жени 23 и 24 через вентили 27 и 28 св заны с пороговых элементов 29 и 30, выходы которых подключены к входам одновибраторов 31 и 32. Трансформаторы тока 25 и26 через вентили 33 и 34 св заны с входами пороговых элементов 35 и 36, выходы которых соединены с цеп ми остановки 37 а, 38 а генераторов импульсов управлени 37 и 38, Выходы одновибраторов 31 и 32 св заны с цеп ми запуска 37 б, 38 б генераторов импульсов управлени 37 и 38. Устройство работает следующим образом . В нормальном режиме бипол рные группы тиристоров 5 и 6 включены и получают импульсы от систем управлени 7 .и 8. . Однонаправленное проведение мощности обеспечиваетс системами управлени 7 и 8 двум идентичными устройствами , подключенными со стороны источников 1 и 2 соответственно. Система управлени 7 работает следующим образом. На фиг. 1 показан пример управлени одним тиристорам бипол рной группы одной из фаз вводного выключател . Управление остап ьными тиристорами головного выключател осуществл етс аналогично. Пороговый элемент 29, св занный с одной из фаз трансформатора напр жени 23 с помощью вентил 27, формирует импульс, передний фронт которого сазирован с моментом прохождени через нуль положительной волны напр жени фазы, к которой подключен вентиль 27. Пороговый элемент 29 запускает одновибратор 31, который вьщает команду на включение генератора им пульса управление 37. Ширина импульса одновибратора, таким образом, соответствует длительности импульса, поступающего на тиристоры выключатеп л 5. Эта ширина выбираетс из услови наибольшего сдвига первой гармоники тока потребл емого из сети натгрузкой секции 9 в нормальном режиме. К одноименной фазе трансформатора тока 25 через вентиль 33 включаетс пороговый элемент 35, уставка которог го выбираетс большей тока удержани тиристоров 5 (например 1А дл тиристоров ТбЗО). Таким образом одновибратор 31 запускает генератор импульса управлени 37 на предельно, возможное врем , обеспечивающее проведение тока через тиристоры 5 в любом режиме от режима холостого хода до наибольшей нагрузки . В случае если по тиристорам стал протекать ток более тока удержани , пороговый элемент 35 отключает генератор импульса управлени 37, обеспечива укорочение ширины импульса, поступающего на тиристоры 5. При пег ременной по фазе, нагрузке на тиристоры поступает переменный по ширине сигнал управлени , но не шире предельно возможного угла сдвига тока, соответствующего нормальному.эксплуатационному режиму. В целом система управлени бипо рной группой содержит шесть цепей.The invention relates to electrical engineering, in particular, to automation devices in uninterrupted power supply systems with alternating current consumers, who cannot tolerate changes in electrical power supply, for example, high-power synchronous electric motors. The purpose of the invention is to increase the speed and reliability of automatic input reserve. The drawing shows the scheme of the device. The device contains two power sources 1 and 2, two step-down transformers 3 and 4, bipolar thyristor groups 5 and 6 s, control systems 7 and 8, two bus sections 9 and 10 connected by section switches 11. Parallel sectional the circuit breaker includes a circuit containing a series-connected bipolar group of thyristors 12, a nonlinear reactor 13 and current sensors 14 and 15. The bipolar group of thyristors 12 is connected to the output of the control system 16, the input of which is connected to the current sensor 14. The output of the current sensor 15 is connected zana with sectional switch 1 1. To bus sections 9 and 10 are connected with switches. 17-19 electric motors 20-22. Control systems 7 and 8 provide bipolar thyristor groups 5 and 6. unidirectional flow of power from the source to the consumer. For this purpose, voltage transformers 23 and 24 are installed on each input side and current transformers 25 and 26. Voltage transformers 23 and 24 through gates 27 and 28 are connected to threshold elements 29 and 30, the outputs of which are connected to the inputs of one-shot 31 and 32 Current transformers 25 and 26 through valves 33 and 34 are connected to the inputs of threshold elements 35 and 36, the outputs of which are connected to stop circuits 37 a, 38 on control pulse generators 37 and 38, the outputs of one-shot 31 and 32 are connected to start circuits 37 b, 38 b of control pulse generators 37 and 38. Devices your works as follows. In the normal mode, the bipolar thyristor groups 5 and 6 are turned on and receive pulses from the control systems 7. And 8.. Unidirectional power delivery is provided by control systems 7 and 8 by two identical devices connected from sources 1 and 2, respectively. The control system 7 operates as follows. FIG. Figure 1 shows an example of controlling one thyristor of a bipolar group of one of the phases of an input switch. The control of the main switch thyristors is carried out in a similar way. A threshold element 29 connected to one of the phases of a voltage transformer 23 by means of a valve 27 generates a pulse whose leading edge is in sync with the instant of positive phase voltage passing through zero, to which the valve 27 is connected. Threshold element 29 starts a single-oscillator 31, which gives the command to turn on the pulse generator control 37. The pulse width of the one-shot, thus, corresponds to the duration of the pulse arriving at the thyristors off switch l 5. This width is chosen from the condition of the greatest the shift of the first harmonic current consumed from the network by the load of section 9 in the normal mode. To the same-phase phase of current transformer 25, through valve 33, threshold element 35 is turned on, the setpoint of which is chosen to be greater than the holding current of thyristors 5 (for example, 1A for TbZO thyristors). Thus, the one-shot 31 triggers the control pulse generator 37 for the longest possible time allowing the current to flow through the thyristors 5 in any mode from idle to the highest load. In the event that a current greater than the holding current is flowing through the thyristors, threshold element 35 turns off the control pulse generator 37, shortening the pulse width to the thyristors 5. With the phase shifting, the control signal is applied to the thyristors but not wider the maximum possible current shear angle corresponding to the normal operating mode. In general, the bipore group control system contains six circuits.

311764311764

св занных с трансформатором напр жени , типа; вентиль 27, пороговый элемент 29 и одновибратор 31 j и шесть цепей типа: вентиль 33, пороговый элемент 31, св занные с транс- 5 форматорами тока. Таким образом, в системе управлени имеетс информаци о каждом полупериоде питающего напр жени .associated with a voltage transformer, type; valve 27, threshold element 29 and one-shot 31 j and six circuits of the type: valve 33, threshold element 31 connected to current transformers. Thus, in the control system there is information about each half-period of the supply voltage.

В случае, если фаза тока измени- to л сь на 180°, вследствии по влени короткого замыкани в сети со стороны источника 1 и подпитки этой точки источником 2, тиристоры 5 не включаютс , так как импульс управлени 15 оказываетс расфазированным с анодным напр жением.In the event that the phase of the current changes by 180 °, due to the appearance of a short circuit in the network from the source 1 and feeding this point to source 2, the thyristors 5 do not turn on, since the control pulse 15 is out of phase with the anode voltage.

Таким образом, управление тиристоров 5 узкими импульсами обеспечивает однонаправленное протекание 20 мощности от источника к шинам. Дополнительное ограничение ширины импульса от порогового элемента 35, св занного с датчиком тока 25, обеспечивает отсутствие подпитки точки 25 39 в переходных режимах и позвол ет осуществл ть управление тиристорами 5 минимальными по ширине форсирЬванньми импульсами чем обеспечиваетс повьшение надежности работы бипол р- зо ной группы тиристоров 5.Thus, the control of thyristors with 5 narrow pulses ensures the unidirectional flow of power from the source to the buses. An additional limitation of the pulse width from the threshold element 35 associated with the current sensor 25 ensures that the point 25 39 does not feed in transient modes and allows the thyristors 5 to be controlled by minimum forcing widths, which increases the reliability of the bipolar thyristor group. five.

Сиситема управлени тиристорами бипол рной группы 6 работает аналогично .The thyristor control system of bipolar group 6 works in a similar way.

Секционный вьключатель в нормаль- ,, ном режимге отключен. Бипол рна группа тиристоров 12 получает непрерывную серию импульсов от системы управлени 16. При этом тиристоры 12 включены и обеспечивают реверсное проте- д кание мощности между секци ми 9 и 10.The section switch is disabled in normal mode. The bipolar group of thyristors 12 receives a continuous series of pulses from the control system 16. At the same time, the thyristors 12 are turned on and provide a reverse power flow between sections 9 and 10.

Выключатели 17 - 19 включены и электродвигатели 20 - 22 получают питание от источников 1 и 2.Switches 17–19 are turned on and electric motors 20–22 receive power from sources 1 and 2.

В нормальном режиме разница напр - д жений по модулю и фазе между секци ми 9 и 10. невелика.В св зи с этим нелинейный реактор 13, в качестве которого наиболее целесообразно использовать катушку с железом, находитс в 50 магнитном состо нии при котором индукци ниже инпукции насъщенк .In normal mode, the difference in voltage between the module and phase between sections 9 and 10. is small. Therefore, the nonlinear reactor 13, which is most appropriate to use a coil with iron, is in a 50 magnetic state in which the induction is lower inpuktsii naschenk.

В св зи с этим сопротивление неинейного оеактооа 13 велико и через rf тиристоры бипол рной группы 12 протекает незиачительньй ток любого направени .In connection with this, the resistance of nonlinear eacto 13 is large and the rf thyristors of the bipolar group 12 carry an inadequate current of any direction.

144 .144

Датчики тока 14 и 15 выполнрнь. в виде электронных быстродействующих рле и в нормальном режиме не работают Установка датчика тока 14 выбрана больше тока нагрузки секции 9, а уставка датчика 15 выбрана пропорциональной току нагрузки секции 9.Current sensors 14 and 15 run. in the form of electronic high-speed rle and in normal mode do not work. The installation of the current sensor 14 is chosen greater than the load current of section 9, and the setpoint of sensor 15 is chosen proportional to the load current of section 9.

При исчезновении питани со стороны одного из вводов, например при коротком замыкании, в точке 39 по вл етс амплитудна и фазова разность напр жени между секци ми 9 и 10, нелинейна индуктивность 13 насыщаетс , и секции 9 и 10 параметрически объедин ютс , вследствии того, что система управлени 16 обеспечивает включенное состо ние тиристоров 12. Поскольку подключение секции шин 10 происходит практически безинерционно и до момента отключени точки коротк го замыкани 39, то источники 1 и 2 объедин ютс на параллельную работу. При этом, однако, реверс мощности и подпитка точки короткого замыкани 39 от источника 2 не происход т, так как бипол рна группа тиристоров 5 пропускает мощность только от источника к нагрузке.When the power disappears from the side of one of the inputs, for example during a short circuit, an amplitude appears at point 39 and the phase difference in voltage between sections 9 and 10, nonlinear inductance 13 becomes saturated, and sections 9 and 10 are parametrically combined, that the control system 16 provides the switched on state of the thyristors 12. Since the connection of the busbar section 10 takes place almost without inertia and until the point of short circuit 39 is turned off, sources 1 and 2 are combined for parallel operation. At the same time, however, the power reversal and the charging of the short circuit point 39 from the source 2 do not occur, since the bipolar group of thyristors 5 only passes power from the source to the load.

Датчик тока 14 на срабатывает от тока нагрузки электродвигателей 20 и 21, подключаемых к источнику 2. После переключени нелинейной индуктивности 13 в состо ние с малым внутренним сопротивлением срабатывает датчик тока 15, имеющий установку пропорциональную току нагрузки секции 9, и включает секционный выключатель 11 .The current sensor 14 does not operate from the load current of the electric motors 20 and 21 connected to the source 2. After switching the nonlinear inductance 13 to the low internal resistance state, the current sensor 15 operates, having a setting proportional to the load current of section 9, and turns on the section switch 11.

Таким образом обеспечиваетс беэинерционное подключение нагрузки секции 9. При этом отсутствует реверс мощности между источниками несмотр на опережающее срабатывание межсекционной св зи до момента отключени тока короткого замыкани в сети.In this way, a beeinertial connection of the load of section 9 is ensured. At the same time, there is no power reversal between the sources despite the inter-sectional advance response until the short-circuit current is disconnected in the network.

Б случае, если короткое замыкание имеет место со стороны электроприемника , например в точке 40, также параметрически подключаетс секци 10, однако датчик тока 14 срабатывает и блокирует систему управлени 16, отключа св зь секции с помощью бипол рной группы тиристоров 12. Аналогично отключаетс св зь секции при редком , но возможном коротком замыкании на секции 9, например в точке 41. Это повреждение ликвидируетс отключением бипол рных групп тиристоров 5 и 12.If a short circuit occurs on the side of the consumer, for example at point 40, section 10 is also parametrically connected, however, current sensor 14 operates and blocks the control system 16 by disconnecting the connection of the section using the bipolar thyristor group 12. Similarly, the connection is disconnected sections with a rare but possible short circuit to sections 9, for example at point 41. This damage is eliminated by turning off the bipolar thyristor groups 5 and 12.

Claims

DEVICE FOR AUTOMATIC RESERVE INPUT, containing two power supplies, two step-down transformers, voltage and current transformers on the higher voltage side of the step-down transformer, two bus sections, input switches, a section switch, in parallel with which a non-linear reactor connected in series with a bipolar group is connected thyristors with a control system, which is noteworthy in that, in order to improve performance and reliability, two additional current sensors are introduced into it reactor, and the input switches contain bipolar groups of thyristors with control systems that provide unidirectional power flow from the source to the bus section, each of the control systems contains two groups of threshold elements, the first of which is connected through valves with the phases of the voltage transformer, the second group with the same name phases of the current transformer, the outputs of the threshold elements of the first group are connected to the inputs of single-vibrators, the outputs of which are connected to the start circuits of the control pulse generators , by thyristors of input switches, outputs of threshold elements of the second group are connected to the stop circuits of pulse generators of control of thyristors of input switches, the control system of the bipolar group of thyristors in the circuit of a nonlinear reactor is connected to the first current sensor, the second current sensor is connected to the switching circuit of the sectional switch.

>